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1、表面贴装工程,-SMA的介绍,目 录,什么是SMA?,SMT工艺流程,Screen Printer,MOUNT,REFLOW,AOI,ESD,WAVE SOLDER,SMT Tester,SMA Clean,SMT Inspection spec.,SMA Introduce,什么是SMA?,SMA(Surface Mount Assembly)的英文缩写,中文意思是 表面贴装工程 。是新一代电子组装技术,它将传统的 电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件。 表面安装不是一个新的概念,它源于较早的工艺,如 平装和混合安装。 电子线路的装配,最初采用点对点的布线方法,而且 根本没有基片。第一
2、个半导体器件的封装采用放射形的引 脚,将其插入已用于电阻和电容器封装的单片电路板的通 孔中。50年代,平装的表面安装元件应用于高可靠的军方, 60年代,混合技术被广泛的应用,70年代,受日本消费类 电子产品的影响,无源元件被广泛使用,近十年有源元件 被广泛使用。,SMA Introduce,SMA Introduce,什么是SMA?,Surface mount,Through-hole,与传统工艺相比SMA的特点:,SMA Introduce,SMT工艺流程,一、单面组装: 来料检测 = 丝印焊膏(点贴片胶)= 贴片 = 烘干(固化)= 回流焊接= 清洗 = 检测 = 返修 二、双面组装; A
3、:来料检测 = PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)= 贴片 = 烘干(固化) = A面回流焊接 = 清洗 = 翻板= PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)= 贴片 = 烘干 = 回流焊接 (最好仅对B面 = 清洗 =检测 = 返修) 此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。,最最基础的东西,SMA Introduce,B:来料检测 = PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)= 贴片 = 烘干(固化)= A面回流焊接 = 清洗 = 翻板= PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = B面波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修) 此工艺适用于在PCB的A面回流焊,B面波峰焊。在PCB的B
4、面组装的SMD中,只有SOT或SOIC(28)引脚以下时,宜采用此工艺。 三、单面混装工艺: 来料检测 = PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)= 贴片 = 烘干(固化)=回流焊接 = 清洗 = 插件 = 波峰焊 =清洗 = 检测 = 返修,SMT工艺流程,SMA Introduce,四、双面混装工艺: A:来料检测 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = PCB的A面插件 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 先贴后插,适用于SMD元件多于分离元件的情况 B:来料检测 = PCB的A面插件(引脚打弯)= 翻板 = PCB的B面点 贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 =
5、波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 先插后贴,适用于分离元件多于SMD元件的情况 C:来料检测 = PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = 烘干 = 回流焊接 = 插件,引脚打弯 = 翻板 =PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 A面混装,B面贴装。,SMT工艺流程,SMA Introduce,D:来料检测 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = PCB的A面 丝印焊膏 = 贴片 = A面回流焊接 = 插件 = B面波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 A面混装,B面贴装。先贴两面SMD,回流焊接,后插装,波峰焊 E:来
6、料检测 = PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)= 贴片 = 烘干(固化)= 回流焊接 = 翻板 = PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = 烘干 = 回流焊接1(可采用局部焊接)= 插件 = 波峰焊2 (如插装元件少,可使用手工焊接)= 清洗 = 检测 = 返修 A面贴装、B面混装。,SMT工艺流程,SMA Introduce,Screen Printer,Mount,Reflow,AOI,SMT工艺流程,SMA Introduce,Screen Printer,STENCIL PRINTING,Screen Printer 内部工作图,Screen Printer,Screen Printer 的
7、基本要素:,Solder (又叫锡膏) 经验公式:三球定律 至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上 至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上 单位: 锡珠使用米制(Micron)度量,而模板厚度工业标准是美国的专用 单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm1thou) 判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法: 搅拌锡膏30秒,挑起一些高出容器三,四英寸,锡膏自行下滴, 如果开始时象稠的糖浆一样滑落,然后分段断裂落下到容器内 为良好。反之,粘度较差。,SMA Introduce,SMA Introduce,Scree
8、n Printer,SMA Introduce,Squeegee(又叫刮板或刮刀),菱形刮刀,拖裙形刮刀,聚乙烯材料 或类似材料,金属,Screen Printer,SMA Introduce,第一步:在每50mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。 第二步:减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净,在增加 1kg的压力 第三步:在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间 有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。,Screen Printer,Squeegee的硬度范围用颜色代号来区分: very soft 红色 soft 绿色 hard 蓝色 very hard 白色,SMA
9、Introduce,Stencil,PCB,Stencil的梯形开口,Screen Printer,PCB,Stencil,Stencil的刀锋形开口,激光切割模板和电铸成行模板,化学蚀刻模板,SMA Introduce,Screen Printer,模板(Stencil)制造技术:,SMA Introduce,Screen Printer,模板(Stencil)材料性能的比较:,SMA Introduce,Screen Printer,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,搭锡BRIDGING 锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。(通常当两焊垫之间有少许印膏搭连,于
10、高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去,一旦无法拉回,将造成短路或锡球,对细密间距都很危险)。,提高锡膏中金属成份比例(提高到88 %以上)。 增加锡膏的粘度(70万 CPS以上) 减小锡粉的粒度(例如由200目降到300目) 降低环境的温度(降至27OC以下) 降低所印锡膏的厚度(降至架空高度SNAP-OFF,减低刮刀压力及速度) 加强印膏的精准度。 调整印膏的各种施工参数。 减轻零件放置所施加的压力。 调整预热及熔焊的温度曲线。,SMA Introduce,问题及原因 对 策,2.发生皮层 CURSTING 由于锡膏助焊剂中的活化剂太强,环境温度太高及铅量太多时,会造成粒子外层上的氧化层被
11、剥落所致. 3.膏量太多 EXCESSIVE PASTE 原因与“搭桥”相似.,避免将锡膏暴露于湿气中. 降低锡膏中的助焊剂的活性. 降低金属中的铅含量. 减少所印之锡膏厚度 提升印着的精准度. 调整锡膏印刷的参数.,锡膏丝印缺陷分析:,Screen Printer,SMA Introduce,锡膏丝印缺陷分析:,Screen Printer,问题及原因 对 策,4.膏量不足 INSUFFICIENT PASTE 常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因. 5.粘着力不足 POOR TACK RETENTION 环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.
12、,增加印膏厚度,如改变网布或板膜等. 提升印着的精准度. 调整锡膏印刷的参数. 消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等)。 降低金属含量的百分比。 降低锡膏粘度。 降低锡膏粒度。 调整锡膏粒度的分配。,SMA Introduce,锡膏丝印缺陷分析:,Screen Printer,问题及原因 对 策,6.坍塌 SLUMPING 原因与“搭桥”相似。 7.模糊 SMEARING 形成的原因与搭桥或坍塌 很类似,但印刷施工不善的原因居多,如压力太大、架空高度不足等。,增加锡膏中的金属含量百分比。 增加锡膏粘度。 降低锡膏粒度。 降低环境温度。 减少印膏的厚度。 减轻零件放置所施加的压力。 增加金
13、属含量百分比。 增加锡膏粘度。 调整环境温度。 调整锡膏印刷的参数。,SMA Introduce,Screen Printer,在SMT中使用无铅焊料:,在前几个世纪,人们逐渐从 医学和化学上认识到了铅(PB) 的毒性。而被限制使用。现在电 子装配业面临同样的问题,人们 关心的是:焊料合金中的铅是否 真正的威胁到人们的健康以及环 境的安全。答案不明确,但无铅 焊料已经在使用。欧洲委员会初,步计划在2004年或2008年强制执行。目前尚待批准,但是电子装配业还是 要为将来的变化作准备。,SMA Introduce,无铅锡膏熔化温度范围:,Screen Printer,SMA Introduce,
14、Screen Printer,无铅焊接的问题和影响:,SMA Introduce,MOUNT,表面贴装对PCB的要求:,第一:外观的要求,光滑平整,不可有翘曲或高低不平.否者基板会出现 裂纹,伤痕,锈斑等不良.,第二:热膨胀系数的关系.元件小于3.2*1.6mm时只遭受部分应力,元件 大于3.2*1.6mm时,必须注意。,第三:导热系数的关系.,第四:耐热性的关系.耐焊接热要达到260度10秒的实验要求,其耐热性 应符合:150度60分钟后,基板表面无气泡和损坏不良。,第五:铜铂的粘合强度一般要达到1.5kg/cm*cm,第六:弯曲强度要达到25kg/mm以上,第七:电性能要求,第八:对清洁剂
15、的反应,在液体中浸渍5分钟,表面不产生任何不良, 并有良好的冲载性,SMA Introduce,MOUNT,表面贴装元件介绍:,表面贴装元件具备的条件,元件的形状适合于自动化表面贴装,尺寸,形状在标准化后具有互换性,有良好的尺寸精度,适应于流水或非流水作业,有一定的机械强度,可承受有机溶液的洗涤,可执行零散包装又适应编带包装,具有电性能以及机械性能的互换性,耐焊接热应符合相应的规定,SMA Introduce,MOUNT,表面贴装元件的种类,有源元件 (陶瓷封装),无源元件,单片陶瓷电容,钽电容,厚膜电阻器,薄膜电阻器,轴式电阻器,CLCC (ceramic leaded chip carrier) 陶瓷密封带引线芯片载体,DIP(dual -in-line package)双列直插封装,SOP(small outline package)小尺寸封装,QFP(quad flat package) 四面引线扁平封装,BGA( ball grid array) 球栅阵列,SMC泛指无源表面 安装元件总称,SMD泛指有源表 面安装元件,SMA Introduce,阻容元件识别方法 1元件尺寸公英制换算(0.12英寸=12